Способ учета перекачиваемой жидкости и система для его осуществления

Изобретение относится к системам для перекачивания жидкостей с одновременным учетом количества перекаченной жидкости, например, из транспортной емкости в емкость для хранения. Система для перекачивания жидкости содержит трубопровод 1, соединяющий опорожняемую 3 и заполняемую 4 емкости. В трубопроводе 1 последовательно установлены перекачивающий насос 5, емкость 6, выполняющая функции демпфирования возможных гидродинамических колебаний давления жидкости в трубопроводе 1, счетное устройство 7 жидкости, обратный жидкостный клапан 8 и манометр 12. Способ реализуется следующим образом. В начальный период при открытии шарового крана 10 происходит заполнение системы жидкостью из опорожняемой емкости 3. При этом шаровой кран 11 закрыт, перекачивающий насос 5 не работает, подпружиненный перепускной клапан 9 открыт, а обратный клапан 8 закрыт. Счетное устройство 7 на процесс заполнения жидкостью системы не реагирует, т.к. обратный жидкостный клапан 8 при этом закрыт. После стравливания вытесняемого воздуха в процессе заполнения системы жидкостью, шаровой кран 10 закрывается и открывается шаровой кран 11. Система готова к перекачиванию. На конечном этапе перекачивания жидкости в систему попадает двухфазная среда с существенно большей сжимаемостью, при этом перепускной клапан 9 открывается под воздействием пружины, и двухфазная смесь начинает циркулировать по контуру: насос 5 → емкость 6 → клапан 9 → кран 11 → насос 5. Обратный клапан 8 под воздействием пружины закрывается, счетное устройство 7 перестает работать. Технический результат - снижение погрешности измерений при учете перекачиваемой жидкости за счет применения механических перепускного и обратного клапанов, работающих в противофазе при изменении давления после перекачивающего насоса. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к системам для перекачивания жидкостей с одновременным учетом количества перекаченной жидкости, например, из транспортной емкости в емкость для хранения.

Известна «Система перекачивания текучей среды и способ измерения потока перекачиваемой среды», принятая в качестве ближайшего аналога, содержащая трубопровод, соединяющий опустошаемую и заполняемую емкости, и последовательно установленные в трубопроводе перекачивающий насос, расходомер Кориолиса, рециркуляционный и обратный клапаны. При работе системы реализуется способ уменьшения погрешности при учете перекачиваемой жидкости, заключающийся в остановке работы насоса, осуществляющего перекачивание жидкости в начальный момент обнаружения в среде двухфазности потока (RU, 2282580 С2).

В качестве недостатков известного технического решения следует отметить, что вся система, включающая массовый расходомер Кориолиса, обратный и рециркуляционный клапаны, перекачивающий насос, управляется измерительной электронной аппаратурой после измерения плотности среды и сравнения ее с пороговыми значениями. Из теории вероятностей известно, что чем сложнее система, тем выше вероятность неисправности системы, не говоря уже о стоимости управляющих и управляемых элементов системы.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в снижении погрешности измерений при учете перекачиваемой жидкости за счет применения механических перепускного и обратного клапанов, работающих в противофазе при изменении давления после перекачивающего насоса.

Указанный технический результат в части способа достигается тем, что в способе учета перекачиваемой жидкости, при котором в ходе перекачивания жидкости осуществляют отделение газовой фазы перекачивания от жидкостной перед входом счетного устройства жидкости, отделение газовой фазы осуществляют посредством перепускного клапана, управляемого давлением перекачиваемой жидкости.

Указанный технический результат в части устройства достигается тем, что система для перекачивания жидкости, содержащая трубопровод, соединяющий опорожняемую и заполняемую емкости, и последовательно установленные в трубопроводе перекачивающий насос, счетное устройство жидкости и обратный жидкостный клапан, снабжена емкостью, выполняющей функции демпфирования возможных гидродинамических колебаний давления жидкости в трубопроводе, и перепускным клапаном, управляемым давлением перекачиваемой жидкости и установленным в ответвлении трубопровода на участке между перекачивающим насосом и счетным устройством жидкости.

Изобретение поясняется графическими материалами, где на чертеже изображена схема системы для перекачивания жидкости.

Система для перекачивания жидкости содержит трубопровод 1, соединяющий опорожняемую 3 и заполняемую 4 емкости. В трубопроводе 1 последовательно установлены перекачивающий насос 5, емкость 6, выполняющая функции демпфирования возможных гидродинамических колебаний давления жидкости в трубопроводе 1 с фильтрацией механических частиц, счетное устройство 7 жидкости, обратный жидкостный клапан 8 и манометр 12 для визуального контроля работы системы.

В трубопроводе 1, на участке между емкостью 6 и счетным устройством 7 жидкости выполнено вертикальное ответвление 2, на котором установлены перепускной клапан 9, управляемый давлением, которое создает перекачивающий насос 5. Также на этом ответвлении установлены два шаровых крана 10 и 11.

Перепускной клапан 9 конструктивно отличается от обратного жидкостного клапана 8 тем, что, если пружина обратного жидкостного клапана 8 при понижении давления в трубопроводе 1 закрывает его, то пружина перепускного клапана 9, наоборот, его открывает.

Демпфирующая емкость 6 установлена вертикально и имеет в верхней части воздушную подушку, образованную при монтаже системы и являющуюся основным демпфирующим элементом колебаний давления жидкости в системе, неизбежно возникающих при работе перекачивающего насоса 5 и мешающих плотному закрытию и свободному открытию клапанов 8 и 9.

Заявленный способ реализуется в процессе работы системы для перекачивания жидкости, заключающейся в следующем.

В начальный период после подсоединения трубопровода 1 к опорожняемой емкости 3 при открытии шарового крана 10 происходит заполнение системы жидкостью из опорожняемой емкости 3. При этом шаровой кран 11 закрыт, перекачивающий насос 5 не работает, подпружиненный перепускной клапан 9 открыт, а обратный клапан 8 закрыт. Счетное устройство 7 на процесс заполнения жидкостью системы не реагирует, т.к. обратный жидкостный клапан 8 при этом закрыт.

После стравливания вытесняемого воздуха в процессе заполнения системы жидкостью, шаровой кран 10 закрывается и открывается шаровой кран 11. Система готова к перекачиванию.

После включения перекачивающего насоса 5 на выходе из него создается давление жидкости согласно паспортной характеристике каждого насоса, которое фиксируется манометром 12. Жесткость пружины перепускного клапана 9 подобрана таким образом, чтобы она не препятствовала полному закрытию клапана 9 при перекачивании насосом 5 жидкости и обеспечивала быстрое его открытие при попадании в насос 5 двухфазной смеси на конечном этапе перекачивания жидкости. Это обусловлено существенным различием в сжимаемости жидкости, газа и двухфазной среды, пропорциональной квадрату скорости звука в среде - Подборка жесткости пружины перепускного клапана 9 осуществляется исходя из геометрических особенностей клапана и величины давления после насоса 5 как на жидкости, так и на двухфазной среде по показаниям манометра 12.

k⋅Δl=F⋅ΔР, где

k - жесткость пружины,

Δl - величина сжатия пружины до полного закрытия,

F - проходная площадь седла клапана,

ΔР - перепад давления на насосе.

На конечном этапе перекачивания жидкости из емкости 3 в емкость 4 в систему попадает двухфазная среда с существенно большей сжимаемостью (на созданной экспериментальной системе для перекачивания жидкости величина давления после насоса 5 падала в пять раз с 0,2 МПа до 0,04 МПа). При этом перепускной клапан 9 открывается под воздействием пружины, и двухфазная смесь начинает циркулировать по контуру: насос 5 → емкость 6 → клапан 9 → кран 11 → насос 5. Обратный клапан 8 под воздействием пружины закрывается, счетное устройство 7 перестает работать.

Таким образом, за счет того, что счетное устройство 7 включается в работу только в том случае, когда на его входе находится жидкостная фаза, происходит уменьшение погрешности в начальный и конечный этапы перекачивания жидкости для всех типов приборов учета жидкости как массового, так и объемного, путем отделения газовой фазы процесса от жидкостной.

Проведенные эксперименты по перекачиванию растительного масла предлагаемой системой из автомобильных цистерн в складские емкости показали, что погрешность в определении количества перекачиваемой жидкости соответствует погрешности применяемого счетного устройства жидкости объемного типа на всех этапах перекачивания.

1. Способ учета перекачиваемой жидкости, при котором в ходе перекачивания жидкости осуществляют отделение газовой фазы перекачивания от жидкостной перед входом счетного устройства жидкости, отличающийся тем, что отделение газовой фазы осуществляют посредством перепускного клапана, управляемого давлением перекачиваемой жидкости.

2. Система для перекачивания жидкости, содержащая трубопровод, соединяющий опорожняемую и заполняемую емкости, и последовательно установленные в трубопроводе перекачивающий насос, счетное устройство жидкости и обратный жидкостный клапан, отличающаяся тем, что она снабжена емкостью, выполняющей функции демпфирования возможных гидродинамических колебаний давления жидкости в трубопроводе, и перепускным клапаном, управляемым давлением перекачиваемой жидкости и установленным в ответвлении трубопровода на участке между перекачивающим насосом и счетным устройством жидкости.